2025届高考化学一轮复习讲义——　氧化还原反应的配平与计算

氧化还原反应的配平与计算——2025届高考化学一轮复习 考点一　氧化还原反应方程式的配平 1. 氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原则 (2)配平氧化还原反应方程式的“五个步骤” 1.[2024·山东齐鲁名校联盟联考] NaNO2是一种食品添加剂,但它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为Mn+N+H+ → Mn2++N+　　　　(未配平)。下列叙述正确的是 (　 )  A.Mn2+的还原性强于N B.反应生成1 mol N需消耗0.4 mol Mn C.反应过程中溶液的酸性增强 D.横线上的微粒是OH- 【对点自测】 B [解析] 该反应中,Mn元素由+7价降低为+2价,N元素由+3价升高为+5价,配平可得2Mn+5N+6H+ = 2Mn2++5N+3H2O。N为还原剂,Mn2+为还原产物,则Mn2+的还原性弱于N,A错误; 由电子守恒可知,生成1 mol N需消耗0.4 mol Mn,B正确; 反应过程中消耗H+,酸性减弱,C错误; 横线上的微粒是H2O,D错误。 2.[2024·广东佛山顺德区质检] 为减少对环境的污染,工业上常用电解法对煤进行脱硫处理。原理:利用电极反应先将Mn2+变为Mn3+,Mn3+再与煤中的含硫物质(主要为FeS2)发生反应:FeS2+Mn3++H2O → Fe3++Mn2++S+H+(未配平)。下列说法不正确的是 (　 ) A.FeS2中存在离子键 B.氧化性:Mn3+>Fe3+ C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶15 D.生成1 mol S,转移电子的物质的量为7 mol D [解析] Mn3+与煤中FeS2发生反应:FeS2+15Mn3++8H2O = Fe3++15Mn2++2S+16H+。FeS2为离子化合物,存在离子键,A正确; Mn3+与FeS2的反应中,Mn3+作氧化剂,Fe3+为氧化产物,则氧化性:Mn3+>Fe3+,B正确; Mn3+与FeS2的反应中,FeS2作还原剂,Mn3+作氧化剂,根据分析可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶15,C正确; 根据分析,每生成2 mol S转移15 mol电子,则生成1 mol S,转移电子的物质的量为7.5 mol,D错误。 3.(1)完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式: 　 (2)完成Mn氧化C2的离子方程式: 1 6 6 H+ 1 6 3 H2O 2 5 16 H+ 2 10 8 H2O 题组　氧化还原反应方程式的配平 1.补全并配平下列化学方程式或离子方程式。 (1)　　HCl(浓)+　　MnO2 　　Cl2↑+ 　　MnCl2+　　H2O  (2)　　Cu+　　HNO3(稀)  = 　　Cu(NO3)2+　　NO↑+　　H2O  (3)　　KI+　　KIO3+　　H2SO4  = 　　I2+　　K2SO4+　　H2O  (4)　　Mn+　　H++　　Cl-  = 　　Mn2++　　Cl2↑+　　H2O  4 1 1 1 2 3 8 3 2 4 5 1 3 3 3 3 2 16 10 2 5 8 (5)　　S+　　KOH = 　　K2S+　　K2SO3+　　H2O  (6)　　P4+　　KOH+　　H2O  = 　　K3PO4+　　PH3↑  (7)　　ClO-+　　Fe(OH)3+　　　　  = 　　Cl-+　　Fe+　　H2O  (8)　　Mn+　　H2O2+　　　　  = 　　Mn2++　　O2↑+　　H2O  3 6 2 1 3 2 9 3 3 5 3 2 4OH- 3 2 5 2 5 6H+ 2 5 8 2.重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3。 对于制备过程中涉及的反应FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2(未配平),配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数之比为　　　　。  [解析] 第一步:标变价 O·O3+Na2CO3+Na Na2O4+O3+CO2↑+Na 第二步:列得失 2∶7 第三步:求总数 确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。 第四步:配化学计量数 先配平变价元素,再利用Na、C原子守恒配平其他物质。 2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2 第五步:查守恒 检查剩余O原子是否守恒。 FeO·Cr2O3的化学计量数为2,NaNO3的化学计量数为7,故FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数之比为2∶7。 【方法技巧】 “三步法”配平缺项氧化还原反应方程式 考点二　电子守恒法计算及应用 1. 电子得失守恒法的基本依据 氧化剂 还原剂 　　　　得到电子总数=　　　　失去电子总数。  2. 氧化还原反应的计算步骤 (1)一般步骤 还原产物 氧化产物 化合价 化合价 (2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算 有的试题反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素原子得电子数目和失电子数目。 题组一　一步反应电子守恒计算 1.多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值是 ( 　) A.2 B.3 C.4 D.5 [解析] Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,S元素化合价由-价升高为+6价,而NaClO被还原为NaCl,Cl元素化合价由+1价降低为-1价,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,根据电子转移守恒,列方程:x×[6-(-)]=16×[1-(-1)],解得x=5,故合理选项是D。 D 2.[2022·辽宁卷节选] 取2.50 g H2O2产品,加蒸馏水定容至100 mL,摇匀。取20.00 mL于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为　　　　　　。  [解析] 滴定反应的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+ = 2Mn2++5O2↑+8H2O,可得关系式:2KMnO4~5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大,应舍去,故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为20.00 mL,产品中H2O2的质量分数w= × 100%=17%。 17% 题组二　多步反应电子守恒计算 3.取m g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8960 mL的NO2气体和672 mL 的N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g,则m等于 (　 ) A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44 [解析] 题中存在质量关系:m(合金)=m(氢氧化物)-m(OH-),又知n(OH-)=n(浓HNO3得电子),则有n(OH-)=×1+×2×1= 0.46 mol,故m g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。 B 4.[2023·北京清华附中三模] 工业上采用碘酸钾滴定法测定SnO2中Sn元素的含量,其方法如下:将SnO2样品灰化后用Na2O2熔融,将熔融物酸溶后,再用还原铁粉将SnO2转化为Sn2+,加入指示剂,用KIO3标准溶液进行滴定,滴定反应离子方程式为(均未配平): ⅰ.Sn2++I+H+ = Sn4++I-+H2O ⅱ.I+I-+H+ = I2+H2O (1)该滴定反应达到滴定终点的现象为  　 。  [解析] (1)KIO3将Sn2+反应完全后,开始将I-氧化为I2,故滴定终点的现象为当加入最后半滴KIO3标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。 当加入最后半滴KIO3标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色 (2)称取m g SnO2样品,用上述方法滴定,若滴定终点时消耗0.010 00 mol·L-1 KIO3标准溶液V mL,则测得SnO2纯度为　　　　　%。  [解析] (2)配平反应ⅰ为3Sn2++I+6H+ = 3Sn4++I-+3H2O,可得关系式,3SnO2~3Sn2+~I,可知SnO2纯度为×100%=%。 $$